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一、研究背景:马内菲青霉病是一种由马内菲青霉所引起的严重的深部真菌病,主要流行于东南亚地区,如泰国、越南、柬埔寨、老挝、香港和我国南方等地。该菌于1956年由Capponi等从被感染竹鼠分离到。在艾滋病流行以前,该病仍较为罕见,但近年来随着艾滋病在亚洲的流行,马内菲青霉病的发病率也迅速升高。现已成为泰国艾滋病患者中继肺结核(31.3%)、隐球菌病脑膜炎(24.1%)之后第三大条件致病菌感染。广东省近年来发病的报道也逐渐增多,自从1988年广东省首次从一例皮肌炎患者胸水中分离出马内菲青霉后,发现的病例已有30余例,其中50%与AIDS有关,广东已成为继中国广西之后马内菲青霉病发病的重要流行区。
马内菲青霉菌既可以感染正常人体,也可以感染免疫力缺陷的病人。值得注意的是,它是HIV携带者主要的条件致病菌之一。其它易感因素包括结核、自身免疫性疾病和接受糖皮质激素治疗。在整个青霉属中,马内菲青霉与众不同,是唯一的双相性真菌。在组织中或37℃体外培养时呈酵母样生长,而26℃时以霉菌样生长。体外培养时,26和37℃之间改变温度可以触发两相的互相转化。菌丝到酵母相的转化过程特别引人注目,这一过程在真菌的致病性中可能起着重要作用。
热休克蛋白(heatshockproteins)是细胞在热、寒冷、缺氧等环境压力作用下所产生的一组蛋白质。它们存在于任何生物的细胞中,可保护细胞不受或少受环境压力的伤害作用。目前已经发现多种HSP,根据蛋白序列同源性和分子量大小,主要分为HSP100、HSP90、HSP70、HSP60及小HSP五个家族,而其中HSP70是最保守、最丰富、也是研究最深入的一种。各种生物的HSP70及其编码基因均具有进化上的高度保守性,不同来源的真核生物其HSP70的同源性为60%~78%。
除了热休克反应,热休克蛋白也是细胞正常功能所必需的一种蛋白,而且参与多种疾病的发生,例如癌症、心脏病、糖尿病和自身免疫性疾病。其作用机制主要是起“分子伴侣”作用。能介导细胞内多种蛋白的折叠过程,包括新合成蛋白质的折叠和装配、错折叠和凝集蛋白的二次折叠、细胞器间的膜转位、外分泌和控制调节蛋白的活性。
多种病原体包括细菌、寄生虫等感染宿主后,对新的生存环境进行适应,会出现形态分化并可能伴有热休克蛋白的产生。马内菲青霉从外界进入人体后,环境温度升高,引发形态转化,可能会导致热休克反应。从而提高真菌对环境压力的抵抗力,确保其在体内的存活,增强其致病性。因此,有必要探索其在两相转化下的hsp70基因表达情况。
二、研究目的:初步探讨马内菲青霉双相转化中hsp70基因转录、蛋白表达变化情况。
三、材料与方法:1.菌株:我院真菌研究中心保存的0152株。
2.真菌培养:保存菌种用Sabouraud固体培养基25℃斜面培养,每30天接种传代一次。用于双相转化研究时,菌丝相在25℃Sabouraud液体培养基振荡培养72h后收集;37℃脑心浸液固体培养基培养诱导酵母相出现后再转种37℃脑心浸液液体培养基振荡培养72h后收集。
3.逆转录PCR:使用Trizol试剂提取总RNA。利用设计好的hsp70引物,以总cDNA为模板,进行RT-PCR扩增。同时扩增内参照β-actin基因(一种管家基因,在多种细胞中稳定的高表达)。通过电泳,使用凝胶成像软件分析两个条带的密度,以密度比值衡量hsp70基因转录水平,在不同形态的菌间进行半定量比较。
4.蛋白印迹:以鼠抗HSP70IgG抗体作为一抗,鼠抗β-actin抗体为内参蛋白一抗,以辣根过氧化物酶标记的抗兔IgG抗体作为二抗。提取总蛋白后,做SDS-PAGE-维电泳,然后转移至醋酸纤维素膜上,分别加入一抗、二抗和显色剂。使用软件分析两个条带的密度,以HSP70条带与内参条带密度比值衡量hsp70基因表达水平,在不同形态的菌间进行半定量比较。
四、实验结果:马内菲青霉酵母相的hsp70基因的转录较菌丝相升高;马内菲青霉酵母相的HSP70蛋白的表达较菌丝相升高。
五、结论:马内菲青霉hsp70基因在两相间存在明显表达差异,其基因转录和表达水平在酵母相均表现为一致的上调,这提示hsp70基因与致病性密切相关。